文档介绍：天津大学
硕士学位论文
分层流体中潜体内波尾迹形态的初步分析
姓名:项伟征
申请学位级别:硕士
专业:港口、海岸及近海工程
指导教师:沈国光
20030101
中文摘要关键词本文的目的是分析潜体在分层流体中的内波尾迹形态问题,采用理论分析和数值计算的方法,从两个方面进行分析:·从匠坛龇ⅲǚ匠滔咝曰螅倮萌舾杉俣ǎ玫侥诓的控制方程及其内波解。对于三层模式的海洋分层结构,求出了该模式简化情况下的内波垂向幅值表达式,并给出了不同模态时的内波色散关系曲线。●进行了海洋密度为J绞钡氖导扑恪4幽诓ɑ究刂品程出发,推演出权重函数为腟卣髦滴侍猓⒌到有内波传播的内波域的边界条件。利用差分方法,将问题转化为三对角矩阵方程,求出了问题的特征值序列与特征向量序列,给出通过利用稳定相原理和渐近分析方法来讨论潜体在水平面内的内波尾迹形态。基于稳定相原理,把研究的重点放在对长波、短波的极限情况进行渐近分析。针对三层模式,用渐近分析方法推出了其色教关系,然后对长波及短波两种不同情形分别进行讨论,给出了两种不同情形的内波尾迹表达式及等相线图。最终,本文结合垂直和水平两方面给出了潜体尾迹形态的初步分析结果。色散关系内波模式瓜蛭侍了植嫉纳⒐叵怠轿侍内波尾迹稳定相渐近分析
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撕耸月明日导师签名:≯膇毫砖,埂俸讧独创性声明学位论文版权使用授权书学位论文作者签名:诵骺任或撰写过的研究成果,也不包含为获得:叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解盘注盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫注盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检矗慨辏栽隆?既本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:加吐年,。月谌
第一章前言本课题研究的目的和意义来,作为海洋遥感中的一个重要学科——潜艇内波的跋竦难芯恳彩艿胶海洋中,沿水深方向,海水的结构总是稳定的,即密度随深度而增加。但是,有关的观测资料表明,海水的密度还与它的温度、盐度和压力等密切相关。在海洋的上层,由于存在温度跃层和盐度跃层,因此会导致强大的密度跃层的出现。正是在这种跃层中,由于各种原因扰动海水,因而产生上下运动,引起内波。内波在我国的漫长海岸带区域内普遍存在。尤其在南海和台湾海峡,由于海底地形的复杂和海流风压起伏以及内波的演化、分裂等原因,那里的内波强度较大。由地球卫星利用合成孔径雷达所得到的遥感观测图片可清晰地显示出内波的存在。同自由表面波相比,内波是由水体的分层结构而被诱发的具有垂向波动分量的重力波。由于两分层之间的密度差别很小,因此重力恢复力将很弱,一般来讲内波扰动的周期和波长比所观测到的自由表面波的耍长,波幅要大。因此,潜体在分层流体中的兴波诓ㄎ布特性与经典的波系相比,会有很大变化。通常,人们通过遥感技术来利用这一点,从而对兴波诓ㄎ布特性进行识别,以确定水面舰艇和潜艇。自从潜艇内波问题被提出来以后,基于其在国防和工程中的重要应用前景,这一问题一直为各国政府和军方所关注。特别是自海洋内波的跋裎适酪洋学家的普遍关注。这是潜艇目标非声探测的重要手段之一,近年来潜体内波尾迹形态这一研究方向已成为潜艇目标识别和隐蔽性的前瞻性研究,因而它具有重要的学术意义和潜在的实际意义。同时,还可以看到,自从年代以来,在南海东部油田发生了多起采油平台位移、储油船缆绳拉断、管线破裂、两船相撞、螺旋桨空转致使操作困难等一系列事故。所有这些事故都无法用常规的风、浪、流等水文环境条件所能解释。在台,就曾遭内波袭击而不得不中断作业。内波对潜艇影响更大,它会使潜航的潜艇颠簸晃动,也能把潜艇托上水面或拽下海底。在黄海和南沙海域,我国深潜的潜艇也由于内波的影响,被托出水面而暴鼯。因此,海洋内波已成为海洋工程和国防设计中必须考虑的一个环境因素,而作为潜体内波的尾迹问题,也随之越发显得重要起来。具体对本研究课第一章前言
本课题·在实践中,研究潜体在分层流体中的内波尾迹,可使我们对航行于分层流体中的潜体所产生的波浪的原因、波形参数与环境及航行参数的关系产的影响问题也已被突出地提到日程。综上所述,内波及内波尾迹问题的更为深内波的研究已有一百多年,下面给出这一问题研究现状的一个回顾。果指出,当点源的速度小于临界速度时,横波和散波都会被激发,而当点源的速度大于临